參考資料 頂管施工法_secret

1、一、頂管施工概論一、頂管施工概論頂管施工法是繼盾構(gòu)法之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，也是使用得最早的一種非開挖施工方法，起源于美國。最初，頂管施工法主要用于跨越孔施工時頂進鋼套管，隨著技術(shù)的改進，頂管法也用于無套管情況下頂進永久性的公用管道，主要是重力管道。按工作面的開挖方式可將頂管法分為普通頂管(人工開挖)、機械頂管(機械開挖)、水射頂管(水射流沖蝕)、擠壓頂管(擠壓土柱)等。采用何種方法要根據(jù)管徑、土層條件、管線長度以及技術(shù)經(jīng)

2、濟比較來確定。在頂管施工中，最為流行的三種工作面平衡理論是：氣壓、土水和泥水平衡理論。頂管施工與開挖施工法相比，具有以下優(yōu)點：①開挖部分僅僅只有工作坑和接收坑，而且安全、對交通影響小；②在管道頂進過程中，只挖去管道斷面部分的土，挖土量少；③作業(yè)人員少，工期短；④建設(shè)公害少、文明施工程度高；⑤在覆土深度大的情況下，施工成本低。但是，它與開挖施工法相比較，頂管施工也存在以下不足之處：①曲率半徑小而且多種曲線組合在一起時，施工就非常困難；②在

3、軟土層中容易發(fā)生偏差，而且糾正這種偏差又比較困難，管道容易產(chǎn)生不均勻下沉；③推進過程中如果遇到障礙物時處理這些障礙物則非常困難；④在覆土淺的條件下顯得不很經(jīng)濟。頂管施工法的適用條件為：①管徑一般在200～3500mm；②管材一般混凝土管、鋼管、陶土管、玻璃鋼管；③管線長度一般為50～300m，最長大可達1500m；④各種地層，包括含水層。二、泥水平衡頂管二、泥水平衡頂管在頂管施工分類中，通常把用水力切削泥土以及雖然采用機械切削泥土而采用

4、水力輸送棄土，同時有的利用泥水壓力來平衡地下水壓力和土壓力的這一類頂管形式都稱為泥水平衡頂管施工。在泥水平衡頂管施工中，要使挖掘面上保持穩(wěn)定，就必須在泥水倉中充滿一定壓力的泥水，泥水在挖掘面上可以形成一層不透水的泥膜，以阻止泥水向挖掘面里面滲透。同時，該泥水本身又有一定的壓力，因此它就可以用來平衡地下水壓力和土壓力。這就是泥水平衡頂管最基本的原理。如果從輸土泥漿的濃度來區(qū)分，又可把泥水平衡頂管分為普通泥水頂管、濃泥水頂管和泥漿式頂管三種

5、。完整的泥水平衡頂管系統(tǒng)分為八大部分，如圖33所示。第一部分是泥水平衡頂管掘進機。它有各種形式，因而是區(qū)分各種泥水平衡頂管施工的主要依據(jù)。第二部分為進排泥系統(tǒng)。普通泥水頂管施工的進排泥系統(tǒng)大體相同。第三部分是泥水處理系統(tǒng)。不同成分的泥水有不同的處理方式：含砂成分多的可以用自然沉淀法；含有黏土成分多的泥水處理是件比較困難的事。第四部分是主頂系統(tǒng)，它包括主頂油泵、油缸、頂鐵等。第五部分是測量系統(tǒng)。第六部分是起吊系統(tǒng)。第七部分是供電系統(tǒng)。第八

6、部分是洞口止水圈、基坑導(dǎo)軌等附屬系統(tǒng)。泥水平衡頂管施工的主要優(yōu)點是：①適用的土質(zhì)范圍較廣，如在地下水壓力很高以及變化范圍較大的條件下，也能適用。黏土層中，泥水壓力大于其主動土壓力，從理論上講是可以防止挖掘面失穩(wěn)的。但實際上，即使在靜止土壓力的范圍內(nèi)，頂進停止時間過長時，也會使挖掘面失穩(wěn)，從而導(dǎo)致地面下陷。這時，應(yīng)適當(dāng)提高泥水壓力。在滲透系數(shù)較小，如K1103cms的砂土中，泥漿密度應(yīng)適當(dāng)增加。這樣，在挖掘面上使泥膜在較短的時間內(nèi)就能形成

7、，從而泥水壓力就能有效地控制住挖掘面的失穩(wěn)狀態(tài)。在滲透系數(shù)適中，如1103cmsK1102cms的砂土中，挖掘面容易失穩(wěn)。這就需要我們注意，必須保持泥水的穩(wěn)定。即進入掘進機泥水倉的泥水中必須含有一定比例的黏土和保持足夠的密度。為此，在泥水中除了加入一定的黏土以外，須再加一定比例的膨潤土及CMC作為增黏劑，以保持泥水性質(zhì)的穩(wěn)定，從而達到保持挖掘面穩(wěn)定的目的。在砂礫層中施工，泥水管理尤為重要，稍有不慎，就可能使挖掘面失穩(wěn)。由于這種土層中一般

8、自身的黏土成分含量極少，所以在泥水的反復(fù)循環(huán)利用中就會不斷地損失一些黏土，這就需要我們不斷地向循環(huán)用泥水中加入一些黏土，才能保持住泥水的較高黏度和較大的密度，只有這樣，才可使挖掘面不會產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。在泥水平衡頂管施工過程中，還應(yīng)注意以下幾個問題。①當(dāng)掘進機停止工作時，一定要防止泥水從土層中或洞口及其他地方流失。否則，挖掘面就會失穩(wěn)。尤其是在出洞這一段時間內(nèi)更應(yīng)防止洞口止水圈漏水。②在頂進過程中，應(yīng)注意觀察地下水壓力的變化，并及時采取相應(yīng)

9、的措施和對策，以保持挖掘面的穩(wěn)定。③在頂進過程中，要隨時注意挖掘面是否穩(wěn)定，不時檢查泥水的濃度和相對密度是否正常，還要注意進排泥泵的流量及壓力是否正常。應(yīng)防止排泥泵的排量過小而造成排泥管的淤積和堵塞現(xiàn)象。三、土壓平衡頂管三、土壓平衡頂管土壓平衡頂管是機械式頂管施工中的一種。它的主要特征是在頂進過程中，利用土倉內(nèi)的壓力和螺旋輸送機排土來平衡地下水壓力和土壓力，排出的土可以是含水量很少的干土或含水量較多的泥漿。它與泥水平衡頂管相比，最大的特

10、點是排出的土或泥漿一般都不需要再進行泥水分離等二次處理。土壓平衡頂管掘進機的分類方法主要有四種，第一種是以土倉中的泥土類型分為泥土式、泥漿式和混合式三種。其中，泥土式又可分成壓力保持式和泥土加壓式兩種。壓力保持式就是使土倉內(nèi)保持有一定的壓力以阻止挖掘面產(chǎn)生塌方或受到壓力過高的破壞。泥土加壓式就是使土倉內(nèi)的壓力在頂管掘進機所處土層的主動土壓力上再加上一個△p，以防止挖掘面產(chǎn)生塌方。泥漿式是指排出的土中含水量較大，可能是由于地下水豐富，也可

11、能是人為地加入添加劑所造成，后者大多用于礫石或卵石層。由于礫石或卵石在挖掘過程中，不具有塑性、流動性和止水性的特征，在加入添加劑以后就使它具有較好的塑性、流動性和止水性的特征。它與泥水平衡頂管掘進機的區(qū)別在于前者采用的是管道及泵排送泥漿，而后者則是采用螺旋輸送機排土。混合式則是指以上兩種方式都有。第二種是依據(jù)頂管掘進機的刀盤形式分為有面板刀盤和無面板刀盤兩種。有面板的掘進機土倉內(nèi)的土壓力與面板前挖掘面上的土壓力之間存在有一定的壓力差。而